近日，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员杨禹团队及研究员张斌团队于高界面机能彩色碳纤维的布局调控标的目的取患上主要进展。研三木SEO-究结果发表在《聚合物复合质料》（Polymer Composites）期刊。
碳纤维加强聚酰胺复合质料（CFRPA复合质料）具备低密度、高强度、高韧性等特色，作为一种高份子质料于航空航天、体育工业中获得广泛运用。然而，有限的颜色体现及惰性的外貌特征是制约CFRPA复合质料运用的两个要害因素。
碳纤维外貌惰性强、结晶度高，传统染色要领难以实现长期、艳丽的着色。聚酰胺树脂的高加工粘度致使其难以于碳纤维外貌铺展，易诱发空地与干点，从而严峻限定了界面联合机能。现有原子层沉积能制备金属氧化物着色膜，但其与PA基体相容性差。此外，该薄膜外貌官能团种类单一（重要为极少量羟基），且于复合质料高温制备历程中易发生羟基脱附，从而难以形成优良的界面联合。
为冲破该瓶颈，研究团队提出一种协同无机—有机界面改性计谋，经由过程原子层沉积（ALD）于碳纤维外貌引入无机TiO?薄膜，作为生色布局。经由过程外貌改性，于无机TiO?薄膜外貌引入有机PA层，以加强碳纤维与PA基体之间的界面相容性及联合力。PA-TiO?薄膜具备两重功效，既能实现敞亮、长期的布局色，又能加强与PA基体间的界面机能。
无机的TiO?薄膜经由过程可见光干预干与作用揭示出匀称的布局色，而有机PA涂层对于布局色的影响极小。PA-TiO?薄膜与PA6基体具备优良的相容性。此外，酰胺基团有助在与PA6基体形成化学键及氢键，进一步晋升了界面机能。与TiO?薄膜改性碳纤维比拟，PA-TiO?薄膜改性碳纤维具备优秀的界面机能。
这类要领为开发具备多色及优秀界面机能碳纤维提供了一种有用的路子。该研究从份子布局的角度阐了然碳纤维布局生色与界面加强的机理，为份子层面可控调控生色布局与界面加强布局提供了理论支撑及实践引导。
相干论文信息：https://doi.org/10.1002/pc.70214
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